海洋平臺監(jiān)測數(shù)據(jù)集成、管理與特征提取.pdf

1、海洋平臺是進(jìn)行海上油氣開采和運(yùn)輸?shù)闹匾こ萄b備，由于所處環(huán)境復(fù)雜多變，長期服役容易產(chǎn)生疲勞損傷，模型實(shí)驗(yàn)因比尺效應(yīng)等限制無法模擬真實(shí)平臺結(jié)構(gòu)，為保障平臺的安全穩(wěn)定運(yùn)行，需要對海洋平臺進(jìn)行全方位、長期的監(jiān)測，以便全面了解平臺的健康狀況?，F(xiàn)有南海“挑戰(zhàn)號”浮式平臺的系泊拉力監(jiān)測系統(tǒng)是一個獨(dú)立的系統(tǒng)，無法和其它系統(tǒng)相結(jié)合，且系泊拉力數(shù)據(jù)在臺風(fēng)來臨時由于斷電影響，無法保留。另外，對平臺長期的監(jiān)測，產(chǎn)生了大量的監(jiān)測數(shù)據(jù)和文檔，這給數(shù)據(jù)的管理和分析

2、帶來了很大不便。
　　針對上述問題，以南?！疤魬?zhàn)號”浮式平臺為背景，通過調(diào)研止鏈器力傳感器不間斷供電的可能性和方法，將系泊拉力監(jiān)測系統(tǒng)集成到監(jiān)測系統(tǒng)中，使得在撤臺期間依然實(shí)現(xiàn)系泊拉力的不間斷測量。針對平臺監(jiān)測大數(shù)據(jù)的背景，通過對監(jiān)測數(shù)據(jù)管理的研究，設(shè)計(jì)并開發(fā)了一套適用于海洋平臺的監(jiān)測數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對監(jiān)測數(shù)據(jù)科學(xué)、高效地管理，并依托此數(shù)據(jù)庫平臺對監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。
　　利用監(jiān)測數(shù)據(jù)提取出多自由度的平臺運(yùn)動特征，掌握其健康狀況

3、已成為當(dāng)前的熱點(diǎn)研究領(lǐng)域。結(jié)構(gòu)的模態(tài)參數(shù)和響應(yīng)統(tǒng)計(jì)特性是常見的運(yùn)動特征。傳統(tǒng)模態(tài)分析方法是解析的方法，實(shí)時性較弱。針對基于環(huán)境荷載的多自由度結(jié)構(gòu)復(fù)模態(tài)識別問題，提出一種基于相似性搜索的結(jié)構(gòu)模態(tài)參數(shù)提取方法，該方法以自由響應(yīng)的衰減函數(shù)作為字典原子，結(jié)合使用匹配追蹤和遺傳算法，在原子庫中搜索與結(jié)構(gòu)響應(yīng)的隨機(jī)減量信號具有最相似匹配的原子，從而確定自由響應(yīng)函數(shù)中的模態(tài)參數(shù)，將該方法應(yīng)用在海洋平臺FPSO單點(diǎn)系泊結(jié)構(gòu)模型實(shí)驗(yàn)與實(shí)際監(jiān)測數(shù)據(jù)的分析中

4、，取得了較好的結(jié)果。
　　在長期的監(jiān)測過程中，利用核主元分析(KPCA)方法提取FPSO單點(diǎn)系泊系統(tǒng)Ⅱ向應(yīng)特征，通過內(nèi)積核函數(shù)來實(shí)現(xiàn)原始數(shù)據(jù)到特征空間的非線性映射，從而計(jì)算得到結(jié)構(gòu)響應(yīng)在最大方向的能量特征，然后在特征空間內(nèi)構(gòu)造T2統(tǒng)計(jì)量對平臺的運(yùn)動狀態(tài)進(jìn)行評估。對海洋平臺FPSO單點(diǎn)系泊系統(tǒng)長期監(jiān)測數(shù)據(jù)的分析表明:基于這種方法獲得的響應(yīng)能量特征變化基本取決于環(huán)境荷載，減小了平臺自身作業(yè)引起響應(yīng)變化的影響，可以為平臺安全生產(chǎn)提供參考